一种机架式电源及过载保护分析系统的制作方法

1.本发明涉及电源过载保护技术领域，具体涉及一种机架式电源及过载保护分析系统。


背景技术：

2.机架电源是指安装在通信设备的机架内或电路极上的电源装置。主要指为满足通信设备对非基础电源电压的要求而设置的直流变换器；也包括小型开关型整流器和逆变器。谐振型直流变换器的开关频率可高达几兆赫，体积和重量都明显减小，可实现小型化、模块化，既可作为机盘、插件与通信设备安装于同一机架上，也可直接安装于通信设备的电路板上。
3.机架电源能够同时为多个负载设备进行供电，但是由于外部或者内部原因，容易因为电流过载从而导致机架电源以及负载设备内部电器件的烧毁，现有技术中并应对这一问题的过载保护系统，仅仅是通过使电源停止供电，实现过载保护，无法确定过载的具体原因是由于机架电源本身或者机架电源的负载设备造成的，因此导致了所有负载设备均同时关停，影响正常工作的进行。
4.因此，亟需一种机架式电源及过载保护分析系统来解决以上问题。


技术实现要素：

5.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供了：该机架式电源通过实时对电源的状态情况以及负载情况进行监控，从而能够实时获取电源及负载设备的情况，从而显示提醒，判别出是电源本身或者电源的负载设备出现了异常工作，从而便于对其维护修理，该过载保护分析系统能够精准的对电源以及对电源造成过载现象的负载设备进行关停，解决了现有的过载保护系统仅仅是通过使电源停止供电，实现过载保护，无法确定过载的具体原因是由于机架电源本身或者机架电源的负载设备造成的，因此导致了所有负载设备均同时关停，影响正常工作的进行的问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种机架式电源，包括电源监管模块、信息分析模块、数据存储模块以及警报显示模块；
8.电源监管模块，用于获得电源的状态信息和工作信息，并将状态信息和工作信息发送至信息分析模块；
9.信息分析模块，用于接收状态信息和工作信息，并根据状态信息和工作信息生成保护信号、预警信号以及安全信号，还用于将保护信号、预警信号以及安全信号发送至警报显示模块，将保护信号、预警信号以及工作信息发送至过载保护分析平台；
10.具体过程如下：
11.步骤一：接收状态信息和工作信息；
12.步骤二：根据状态信息获取平均电压up、使用时间ts以及工作时长tc并将其所对
应的数据代入公式得到状态系数zxs，其中α1、α2以及α3均为预设比例系数，且α1＞α3＞α2＞1，通过数据存储模块获取到预设状态阈值zxmax，将状态系数zxs与预设状态阈值zxmax进行比较，若状态系数zxs大于或等于预设状态阈值zxmax，则判断电源的状态不合格，则生成保护信号；
13.步骤三：若状态系数zxs小于预设状态阈值zxmax，则根据工作信息获取实时电流和危险时长twi，获取危险时长twi中所对应的最大的实时电流，将最大的实时电流与预设分析电流的差值标记为危险电流dwi，并将危险时长twi和危险电流dwi的数据代入公式wxs＝β1
×
twi β2
×
dwi得到危险系数wxs，其中β1 β2＝1，通过数据存储模块获取到预设危险阈值wxmax，危险系数wxs与预设危险阈值wxmax进行比较：
14.若危险系数wxs小于预设危险阈值wxmax，则生成安全信号；
15.若危险系数wxs大于或等于预设危险阈值wxmax，则判断电源的负载不合格，则生成预警信号；
16.步骤四：将保护信号、预警信号以及安全信号发送至警报显示模块，将保护信号、预警信号以及工作信息发送至过载保护分析平台；
17.警报显示模块，用于接收保护信号、预警信号以及安全信号，并根据保护信号、预警信号以及安全信号亮起不同颜色的灯进行显示。
18.作为本发明进一步的方案：所述电源监管模块获得状态信息的具体过程如下：
19.采集电源单位时间内的平均电压up，并获取电源的生产时间与当前时间的时间差，并将其标记为使用时间ts，采集电源每次运行时长，统计若干次运行时长之和，并将其标记为工作时长tc，将平均电压up、使用时间ts以及工作时长tc形成数据包并标记为状态信息。
20.作为本发明进一步的方案：所述电源监管模块获得工作信息的具体过程如下：
21.采集电源的实时电流，通过数据存储模块获取到预设分析电流与预设标准电流，并将实时电流与预设分析电流进行比较，获取实时电流连续大于或等于预设分析电流的时长，并将其标记为危险时长twi，i＝1
……
n，n为正整数，将实时电流与预设标准电流进行比较，获取实时电流与预设标准电流之间的差值，并将其标记为电流浮动值fdz；采集电源的实时温度与环境温度，并将实时温度与环境温度一一对应，通过数据存储模块获取到该环境温度所对应的预设标准温度，将实时温度与预设标准温度进行比较获取实时温度与预设标准温度之间的差值，并将其标记为温升值wsz；将实时电流、危险时长tw、电流浮动值fdz、实时温度、环境温度以及温升值wsz形成数据包并标记为工作信息。
22.作为本发明进一步的方案：警报显示模块进行显示的具体过程如下：
23.警报显示模块接收到保护信号后亮起一号灯，警报显示模块接收到预警信号后亮起二号灯，警报显示模块接收到安全信号后亮起三号灯。
24.作为本发明进一步的方案：一种机架式电源的过载保护分析系统，包括过载保护分析平台，所述过载保护分析平台包括数据管理模块、过载分析模块、过载保护模块以及终端；
25.过载分析模块，用于根据接收到的工作信息获取电流浮动值fdz和温升值wsz，还用于分析得到检修值jxz，并根据电流浮动值fdz、温升值wsz以及检修值jxz进行分析处理，
获得危险设备，并将其发送至过载保护模块；
26.过载保护模块，用于对电源与危险设备实现过载保护；
27.具体过程如下：
28.根据接收的保护信号控制电源停止工作，同时生成电源维修指令并发送至终端，还用于根据接收的预警信号和危险设备控制危险设备停止工作，同时生成设备维修指令并将设备维修指令和危险设备发送至终端。
29.作为本发明进一步的方案：还包括数据管理模块，用于根据接收到的工作信息获得修正温度，并将修正温度发送至数据存储模块中对预设标准温度进行替换；
30.具体过程如下：
31.接收到工作信息获取实时温度、环境温度，将同一环境温度所对应的若干个实时温度形成集合，去除集合中的最大值和最小值后求取平均值，得到修正温度，将修正温度发送至数据存储模块中对预设标准温度进行替换。
32.作为本发明进一步的方案：过载分析模块获得危险设备的具体过程如下：
33.过载分析模块接收到工作信息获取电流浮动值fdz和温升值wsz，设定电源的负载设备的编号fzj，j＝1
……
n，n为正整数，通过数据管理模块获取负载设备对应的维修更换次数并标记为维换次数cfzj，通过数据管理模块获取负载设备最近一次维修更换或者安装的时间并将其与当前时间进行计算，获得维换时长sfzj,通过数据管理模块获取负载设备对应的预设损耗系数并标记为预设损耗系数xcfzj；
34.将维换次数cfzj、维换时长sfzj以及预设损耗系数xcfzj的数值代入至公式得到检修值jxz，其中γ为误差修正系数，γ取0.936，d1、d2、d3为预设比例因子，且d1＞d2＞1＞d3＞0；
35.将电流浮动值fdz、温升值wsz以及检修值jxz的数值代入公式将电流浮动值fdz、温升值wsz以及检修值jxz的数值代入公式得到载优值zyz，其中q1、q2、q3为预设权重系数，且q2＞q1 q3，将最大载优值zyz所对应的负载设备标记为危险设备，并将其发送至过载保护模块。
36.本发明的有益效果：
37.本发明的一种机架式电源，通过电源监管模块获得电源的状态信息和工作信息，通过状态信息判断电源的状态是否合格，若电源的状态不合格则发出保护信号至警报显示模块进行显示，若电源的状态合格则通过工作信息判断电源的负载是否合格，若电源的负载合格则生成安全信号进行正常工作，若电源的负载不合格则发出预警信号至警报显示模块进行显示，并同时将保护信号、预警信号以及工作信息发送至过载保护分析平台；该机架式电源通过实时对电源的状态情况以及负载情况进行监控，从而能够实时获取电源及负载设备的情况，从而显示提醒，判别出是电源本身或者电源的负载设备出现了异常工作，从而便于对其维护修理，避免出现工作异常导致电源及负载设备损坏，造成经济损失；
38.本发明的一种机架式电源的过载保护分析系统，通过过载保护模块根据保护信号控制电源停止工作，从而避免了电源出现异常工作后还持续进行工作，最终导致严重事故发生，通过过载保护模块还能根据预警信号对电源的负载设备进行分析处理，进而准确判断某一个或多个电源的负载设备出现异常工作对电源造成过载现象，从而获得危险设备，
通过将危险设备全部关闭直至电源过载现象消失，能够维持电源正常工作，从而保证了电源以及电源的负载设备均不会被损坏；该过载保护分析系统能够精准的对电源以及对电源造成过载现象的负载设备进行关停，能够对电源以及电源的负载设备进行有效保护的同时还能维持电源正常工作，使得不会导致所有电源的负载设备关停，实现自动化且智能化的电源过载保护的目的。
附图说明
39.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
40.图1是本发明中一种机架式电源及过载保护分析系统的原理框图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例1：
43.请参阅图1所示，本实施例为一种机架式电源，包括电源监管模块、信息分析模块、数据存储模块以及警报显示模块；
44.电源监管模块，用于获得电源的状态信息和工作信息，并将状态信息和工作信息发送至信息分析模块，具体过程如下：
45.采集电源单位时间内的平均电压up，并获取电源的生产时间与当前时间的时间差，并将其标记为使用时间ts，采集电源每次运行时长，统计若干次运行时长之和，并将其标记为工作时长tc，将平均电压up、使用时间ts以及工作时长tc形成数据包并标记为状态信息；
46.采集电源的实时电流，通过数据存储模块获取到预设分析电流与预设标准电流，并将实时电流与预设分析电流进行比较，获取实时电流连续大于或等于预设分析电流的时长，并将其标记为危险时长twi，i＝1
……
n，n为正整数，将实时电流与预设标准电流进行比较，获取实时电流与预设标准电流之间的差值，并将其标记为电流浮动值fdz；采集电源的实时温度与环境温度，并将实时温度与环境温度一一对应，通过数据存储模块获取到该环境温度所对应的预设标准温度，将实时温度与预设标准温度进行比较获取实时温度与预设标准温度之间的差值，并将其标记为温升值wsz；将实时电流、危险时长tw、电流浮动值fdz、实时温度、环境温度以及温升值wsz形成数据包并标记为工作信息；
47.将状态信息和工作信息发送至信息分析模块；
48.信息分析模块，用于接收状态信息和工作信息，并根据状态信息和工作信息生成保护信号、预警信号以及安全信号，还用于将保护信号、预警信号以及安全信号发送至警报显示模块，将保护信号、预警信号以及工作信息发送至过载保护分析平台，具体过程如下：
49.接收状态信息和工作信息；
50.根据状态信息获取平均电压up、使用时间ts以及工作时长tc并将其所对应的数据
代入公式得到状态系数zxs，其中α1、α2以及α3均为预设比例系数，且α1＞α3＞α2＞1，取α1＝2.547，α3＝1.895，α2＝1.246，通过数据存储模块获取到预设状态阈值zxmax，将状态系数zxs与预设状态阈值zxmax进行比较，若状态系数zxs大于或等于预设状态阈值zxmax，则判断电源的状态不合格，则生成保护信号；
51.若状态系数zxs小于预设状态阈值zxmax，则根据工作信息获取实时电流和危险时长twi，获取危险时长twi中所对应的最大的实时电流，将最大的实时电流与预设分析电流的差值标记为危险电流dwi，并将危险时长twi和危险电流dwi的数据代入公式wxs＝β1
×
twi β2
×
dwi得到危险系数wxs，其中β1 β2＝1，取β1＝0.62，β2＝0.38，通过数据存储模块获取到预设危险阈值wxmax，危险系数wxs与预设危险阈值wxmax进行比较：
52.若危险系数wxs小于预设危险阈值wxmax，则生成安全信号；
53.若危险系数wxs大于或等于预设危险阈值wxmax，则判断电源的负载不合格，则生成预警信号；
54.将保护信号、预警信号以及安全信号发送至警报显示模块，将保护信号、预警信号以及工作信息发送至过载保护分析平台；
55.警报显示模块，用于接收保护信号、预警信号以及安全信号，并根据保护信号、预警信号以及安全信号亮起不同颜色的灯进行显示，具体过程如下：
56.警报显示模块接收到保护信号后亮起一号灯，警报显示模块接收到预警信号后亮起二号灯，警报显示模块接收到安全信号后亮起三号灯。
57.实施例2：
58.请参阅图1所示，本实施例为一种机架式电源的过载保护分析系统，包括过载保护分析平台，所述过载保护分析平台包括数据管理模块、过载分析模块以及过载保护模块；
59.数据管理模块，用于根据接收到的工作信息获得修正温度，并将修正温度发送至数据存储模块中对预设标准温度进行替换，具体过程如下：
60.数据管理模块接收到工作信息获取实时温度、环境温度，将同一环境温度所对应的若干个实时温度形成集合，去除集合中的最大值和最小值后求取平均值，得到修正温度，将修正温度发送至数据存储模块中对预设标准温度进行替换；
61.过载分析模块，用于根据接收到的工作信息获取电流浮动值fdz和温升值wsz，还用于分析得到检修值jxz，并根据电流浮动值fdz、温升值wsz以及检修值jxz进行分析处理，获得危险设备，并将其发送至过载保护模块，具体过程如下：
62.过载分析模块接收到工作信息获取电流浮动值fdz和温升值wsz，设定电源的负载设备的编号fzj，j＝1
……
n，n为正整数，通过数据管理模块获取负载设备对应的维修更换次数并标记为维换次数cfzj，通过数据管理模块获取负载设备最近一次维修更换或者安装的时间并将其与当前时间进行计算，获得维换时长sfzj,通过数据管理模块获取负载设备对应的预设损耗系数并标记为预设损耗系数xcfzj；
63.将维换次数cfzj、维换时长sfzj以及预设损耗系数xcfzj的数值代入至公式得到检修值jxz，其中γ为误差修正系数，γ取0.936，d1、d2、d3为预设比例因子，且d1＞d2＞1＞d3＞0，取d1＝2.013，d2＝1.545，d3＝
0.886；
64.将电流浮动值fdz、温升值wsz以及检修值jxz的数值代入公式将电流浮动值fdz、温升值wsz以及检修值jxz的数值代入公式得到载优值zyz，其中q1、q2、q3为预设权重系数，且q2＞q1 q3，取q2＝5.483，q1＝2.138，q3＝1.894，将最大载优值zyz所对应的负载设备标记为危险设备，并将其发送至过载保护模块；
65.过载保护模块，用于对电源与危险设备实现过载保护，具体过程如下：
66.过载保护模块接收到保护信号控制电源停止工作，同时生成电源维修指令并发送至终端，电源经过维修，若状态系数zxs小于预设状态阈值zxmax且危险系数wxs小于预设危险阈值wxmax，此时警报显示模块控制一号灯灭且三号灯亮起，若状态系数zxs小于预设状态阈值zxmax且危险系数wxs大于或等于预设危险阈值wxmax，此时警报显示模块控制一号灯灭且二号灯亮起；
67.过载保护模块接收到预警信号和危险设备后控制危险设备停止工作，同时生成设备维修指令并将设备维修指令和危险设备发送至终端，危险设备经过维修后发送赠一指令至数据管理模块，控制维换次数cfzj的数值加一，过载保护模块控制危险设备停止后若危险系数wxs仍然大于或等于预设危险阈值wxmax，则将第二大检修值jxz所对应的负载设备标记为危险设备，以此类推，直至危险系数wxs小于预设危险阈值wxmax为止，此时警报显示模块控制二号灯灭且三号灯亮起。
68.请参阅图1所示，结合实施例1和实施例2，本实施例为一种机架式电源及过载保护分析系统的工作过程，包括如下步骤：
69.步骤一：电源监管模块采集电源单位时间内的平均电压up，并获取电源的生产时间与当前时间的时间差，并将其标记为使用时间ts，采集电源每次运行时长，统计若干次运行时长之和，并将其标记为工作时长tc，将平均电压up、使用时间ts以及工作时长tc形成数据包并标记为状态信息；
70.步骤二：电源监管模块采集电源的实时电流，通过数据存储模块获取到预设分析电流与预设标准电流，并将实时电流与预设分析电流进行比较，获取实时电流连续大于或等于预设分析电流的时长，并将其标记为危险时长twi，i＝1
……
n，n为正整数，将实时电流与预设标准电流进行比较，获取实时电流与预设标准电流之间的差值，并将其标记为电流浮动值fdz；采集电源的实时温度与环境温度，并将实时温度与环境温度一一对应，通过数据存储模块获取到该环境温度所对应的预设标准温度，将实时温度与预设标准温度进行比较获取实时温度与预设标准温度之间的差值，并将其标记为温升值wsz；将实时电流、危险时长tw、电流浮动值fdz、实时温度、环境温度以及温升值wsz形成数据包并标记为工作信息；
71.步骤三：电源监管模块将状态信息和工作信息发送至信息分析模块；
72.步骤四：信息分析模块接收状态信息和工作信息；
73.步骤五：信息分析模块根据状态信息获取平均电压up、使用时间ts以及工作时长tc并将其所对应的数据代入公式得到状态系数zxs，其中α1、α2以及α3均为预设比例系数，且α1＞α3＞α2＞1，取α1＝2.547，α3＝1.895，α2＝1.246，通过数据存储
模块获取到预设状态阈值zxmax，将状态系数zxs与预设状态阈值zxmax进行比较，若状态系数zxs大于或等于预设状态阈值zxmax，则判断电源的状态不合格，则生成保护信号；
74.步骤六：若状态系数zxs小于预设状态阈值zxmax，信息分析模块根据工作信息获取实时电流和危险时长twi，获取危险时长twi中所对应的最大的实时电流，将最大的实时电流与预设分析电流的差值标记为危险电流dwi，并将危险时长twi和危险电流dwi的数据代入公式wxs＝β1
×
twi β2
×
dwi得到危险系数wxs，其中β1 β2＝1，取β1＝0.62，β2＝0.38，通过数据存储模块获取到预设危险阈值wxmax，危险系数wxs与预设危险阈值wxmax进行比较，
75.若危险系数wxs小于预设危险阈值wxmax，则生成安全信号；
76.若危险系数wxs大于或等于预设危险阈值wxmax，则判断电源的负载不合格，则生成预警信号；
77.步骤七：信息分析模块将保护信号、预警信号以及安全信号发送至警报显示模块，将保护信号、预警信号以及工作信息发送至过载保护分析平台；
78.步骤八：过载分析模块接收到工作信息获取电流浮动值fdz和温升值wsz，设定电源的负载设备的编号fzj，j＝1
……
n，n为正整数，通过数据管理模块获取负载设备对应的维修更换次数并标记为维换次数cfzj，通过数据管理模块获取负载设备最近一次维修更换或者安装的时间并将其与当前时间进行计算，获得维换时长sfzj,通过数据管理模块获取负载设备对应的预设损耗系数并标记为预设损耗系数xcfzj；
79.步骤九：过载分析模块将维换次数cfzj、维换时长sfzj以及预设损耗系数xcfzj的数值代入至公式得到检修值jxz，其中γ为误差修正系数，γ取0.936，d1、d2、d3为预设比例因子，且d1＞d2＞1＞d3＞0，取d1＝2.013，d2＝1.545，d3＝0.886；
80.步骤十：过载分析模块将电流浮动值fdz、温升值wsz以及检修值jxz的数值代入公式得到载优值zyz，其中q1、q2、q3为预设权重系数，且q2＞q1 q3，取q2＝5.483，q1＝2.138，q3＝1.894，将最大载优值zyz所对应的负载设备标记为危险设备，并将其发送至过载保护模块；
81.步骤十一：过载保护模块接收到保护信号控制电源停止工作，同时生成电源维修指令并发送至终端，电源经过维修，若状态系数zxs小于预设状态阈值zxmax且危险系数wxs小于预设危险阈值wxmax，此时警报显示模块控制一号灯灭且三号灯亮起，若状态系数zxs小于预设状态阈值zxmax且危险系数wxs大于或等于预设危险阈值wxmax，此时警报显示模块控制一号灯灭且二号灯亮起；
82.步骤十二：过载保护模块接收到预警信号和危险设备后控制危险设备停止工作，同时生成设备维修指令并将设备维修指令和危险设备发送至终端，危险设备经过维修后发送赠一指令至数据管理模块，控制维换次数cfzj的数值加一，过载保护模块控制危险设备停止后若危险系数wxs仍然大于或等于预设危险阈值wxmax，则将第二大检修值jxz所对应的负载设备标记为危险设备，以此类推，直至危险系数wxs小于预设危险阈值wxmax为止，此时警报显示模块控制二号灯灭且三号灯亮起；
83.步骤十三：数据管理模块接收到工作信息获取实时温度、环境温度，将同一环境温度所对应的若干个实时温度形成集合，去除集合中的最大值和最小值后求取平均值，得到修正温度，将修正温度发送至数据存储模块中对预设标准温度进行替换。
84.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置。
85.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
86.以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。